第4章集成运算放大电路.ppt

《第4章集成运算放大电路.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第四版童诗白第四章　集成运算放大电路4.1集成运算放大电路概述4.2集成运放中的电流源电路4.3集成运放电路简介4.5集成运放的种类及选择4.4集成运放的指标及低频等效电路4.6集成运放的使用第四版童诗白本章重点和考点：1.集成电路的特点。2.偏置电路（电流源）的作用、分类及计算。3.理想集成运算放大电路（IC）的性能指标。本章教学时数：4学时第四版童诗白本章讨论的问题：1.什么是集成运算放大电路？将分立元件直接耦合放　大电路做在一个硅片上就是集成运放吗？集成运　放电路结构有什么特点？2.集成运放由哪几部分组成？各部分的作用是什么？

2、3.如何设置集成运放中各级放大电路的静态工作点？4.集成运放的电压传输特性有什么特点？5.如何评价集成运放的性能？有哪些主要指标？6.集成运放有哪些类型？如何选择？使用时应注意哪　些问题？4.1　集成运算放大电路概述集成电路是“管”和“路”的紧密结合，以半导体单晶硅微芯片，采用专门的制造工艺，把晶体管、场效应管、二极管、电阻和电容等元件及它们之间的连线所组成的完整电阻制作在一起，使之具有特定的功能。集成电路简称IC(IntegratedCircuit)集成电路按其功能分数字集成电路模拟集成电路集成放大电路最初多用于各种模拟信号的比例

3、、求和、求差、积分、微分等运算，故被称为运算放大电路，简称集成运放。模拟集成电路类型集成运算放大器；集成功率放大器；集成高频放大器；集成中频放大器；集成比较器；集成乘法器；集成稳压器；集成数/模或模/数转换器等。集成运放已广泛应用模拟信号的处理和产生电路中，高性能低价位，当前多数情况下，已经取得了分立元件放大电路。4.1.1　集成运放的电路结构特点一.相邻元件具有良好的对称性，而且受环境温度和干扰等影响后的变化也相同，所以集成运放中大量采用各种差分放大电路（作输入级）和恒流源电路（作偏置电路或有源负载）。二.集成电路中电阻，其阻值范

4、围一般在几十欧到几十千欧之间，如需高阻值电阻时，要在电路上另想办法。因为硅片上不宜制作高阻值电阻，所以在集成运放中常用有源元件（晶体管或场效应管）取代电阻。三.制作不同的电路，只是掩膜不同，并不增加制造工序，所以允许采用复杂的电路形式，以提高各种电路性能。第四章集成运算放大电路四.在芯片上制作比较大的电容和电感非常困难，电路通常采用直接耦合电路方式。五.集成电路中的NPN、PNP管的值差别较大，通常PNP的≤10。常采用复合管的形式。输入级偏置电路中间级输出级+uouid4.1.2　集成运放电路的组成及其各部分的作用实质上是一

5、个具有高放大倍数的多级直接耦合放大电路。图4.1.1　集成运算的基本组成一、输入级二、中间级三、输出级四、偏置电路前置级，往往是双端输入的高性能差分放大电路。要求输入级的输入电阻高，大大减少温漂，差模放大倍数大抑制共模信号的能力强，静态电流小。是主放大器，常用共射或共源放大电路，并且采用复合管和有源负载，使电压放大倍数可达千倍以上。要求输出电压线性范围宽，输出电阻小（带负载能力强），非线性失真小。互补对称电路，带负载能力强。常用电流源电路为各级提供集电极或发射极、漏极静态工作电流，从而确定静态工作点。4.1.3　集成运放的电压传输特

6、性图4.1.2　集成运放的符号和电压传输特性uO=f(uP-uN)+AoduPuNuOuOuP-uN“同相”和“反相”是指运放的输入电压与输出电压之间的相位关系。电压传输特性反相输入端同相输入端从外部看，运放是一个双端输入、单端输出，具有高差模放大倍数、高输入电阻、低输出电阻、能较好地抑制温漂的差分放大电路。输出电压与其两个输入端的电压之间存在线性放大关系，即集成运放的工作区域线性放大区：运放的输入是差模信号，且没有通过外部电路引入反馈，故称其放大倍数为差模开环放大倍数，记作Aod。饱和区（非线性）区：输出电压只有两种可能的情况：+

7、UOM或-UOMUOM为输出电压的饱和电压。uOuP-uN+UOM-UOMAod通常非常非常高，可达几十万倍，因此运放电压传输特性中的线性区非常之窄。4.2　集成运放中的电流源电路集成运放电路中的晶体管和场效应管除了作为放大管外，还构成电流源电路，为各级提供合适的静态电流;或作为有源负载取代高阻值电阻，从而增大放大电路的电压放大倍数。4.2.1　基本电流源电路一、镜像电流源(电流镜CurrentMirror)基准电流由于UBE0=UBE1，T0与T1参数基本相同，则IB0=IB1=IB；IC0=IC1=IC当满足>>2时，则图4.

8、2.1有温度补偿作用：温度升高引起IC1增加，由于对称性，IR也增加，则UB减小,最后导致IC1减小。二、比例电流源图4.2.2　比例电流源问题：在电源电压VCC一定的情况下，若输出电流IC1大时，IR也大，则功耗很大，集成电路中应避